DE1638480B1

DE1638480B1 - Anordnung zur lastumschaltung bei einem dreiphasigen stufentransformator

Info

Publication number: DE1638480B1
Application number: DE19671638480
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl-Ing Matzl
Original assignee: Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Current assignee: Scheubeck GmbH and Co
Priority date: 1967-12-06
Filing date: 1967-12-06
Publication date: 1971-03-04
Also published as: GB1244358A; DE1638480C2; CH486161A; FR1592444A; US3534246A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur für eine dreiphasige Lastumschaltung nur zwei Last-Lastumschaltung bei einem dreiphasigen Stufen- thyristoren bzw. Lastthyristorgruppen und nur höchtransformator durch Zusammenwirken von Thyri- stens zwei Hilfsthyristoren im Löschstromkreis bestoren und ungesteuerten Dioden, indem während nötigt werden. Dadurch ist die Anzahl von kostdes Umschaltvorganges die umzuschaltenden Stufen 5 spieligen steuerbaren Halbleiterventilen wesentlich des Stufentransformators kurzzeitig über Lastthyri- reduziert, ohne die Schaltung selbst zu komplizieren, stören mit parallelgeschaltetem Löschstromkreis kurz- Es besteht sogar die Möglichkeit, mit nur einem Lastschließbar sind und im stationären Zustand der Last- thyristor und einem Hilfsthyristor eine dreiphasige strom über Dauerkontakte zu einer gemeinsamen Lastumschaltung durchzuführen. Dies ist gegenüber Ableitung geführt ist. Durch die Verwendung von io den herkömmlichen Anordnungen zur Lastumschaltung Thyristoren und Dioden wird ein lichtbogenfreies mittels einer größeren Anzahl von Thyristoren be-Umschalten der Belastung eines Stufentransformators sonders vorteilhaft,
von einer zur nächsten Regelstufe erreicht. In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungs-

Derartige Anordnungen zur Lastumschaltung sind beispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

bekannt. Hierbei werden jedoch für jede Phase des 15 F i g. 1 eine Anordnung zur Lastumschaltung bei

Stufentransformators mindestens zwei parallelge- einem dreiphasigen Stufentransformator mittels zweier

schaltete Thyristorpaare verwendet (französische Pa- Gleichrichter-Drehstrombrücken mit angeschlossenem

tentschrift 81 776 — 1 310 923), so daß für eine drei- Lastthyristor und Löschstromkreis,

phasige Lastumschaltung mindestens zwölf Thyri- F i g. 2 die gleiche Schaltanordnung, jedoch mit

stören erforderlich sind. 20 nur einem umschaltbaren Löschstromkreis,

Weiterhin ist es bekannt (österreichisches Patent F i g. 3 eine Schaltanordnung mit einer Drehstrom-251 711), die einphasige Umschaltung mit Thyristor- brücke mit Lastthyristor und Löschstromkreis und zwangslöschung eines mechanisch eingeleiteten Stufen- einer Drehstrombrücke mit Lastthyristor ohne Löschkurzschlusses vorzunehmen, jedoch auch in diesem Stromkreis, wobei die Drehstrombrücken mit Hilfe Falle sind zur dreiphasigen Umschaltung mindestens 25 eines stromlos schaltenden Umschalters umschaltbar drei Thyristoren und ein komplizierter Mechanismus sind, und
notwendig. F i g. 4 eine Teilschaltanordnung zu F i g. 3 mit

Durch die schweizerische Patentschrift 421 286 einem prellarmen Schalter an Stelle des Lastthyristors

ist schließlich die Verwendung einer Laststromab- und der Sperrdrossel für die eine Drehstrombrücke,

leitung über ein Paar ungesteuerter Dioden bekannt- 30 Der dreiphasige Stufentransformator besitzt die

geworden, jedoch nur im Zusammenhang mit einer Stufenwicklungen U, V, W, von denen je zwei An-

aus Thyristoren gebildeten einphasigen Brückenschal- zapfungen A₁ und B₁, A₂ und B₂ und A₃ und B₃

tung. dargestellt sind. Die Anzapfungen A₁, A₂, A₃ sind über

Die Erfindung strebt eine wesentliche Reduzierung Dauerkontakte 1, 2 und 3 und die Anzapfungen B₁, der Thyristoren bei einer dreiphasigen Lastumschaltung 35 B₂, B₃ über Dauerkontakte 4, 5, 6 mit der Ableitung Y der oben bezeichneten Art an und erreicht dies er- verbunden. Parallel zu den Dauerkontakten 1, 2, 3 findungsgemäß dadurch, daß die abschaltenden und liegt eine Drehstrombrücke DBl und parallel zu den die zuschaltenden Stufen der drei Phasen des Stufen- Dauerkontakten 4, 5, 6 eine Drehstrombrücke DBl. transformators an je eine Gleichrichter-Drehstrom- Zwischen der Drehstrombrücke DBl und den Anbrücke angeschlossen sind, deren Gleichstromausgänge 40 zapf ungen A₁, A₂ und A₃ sind Trennschalter 7, 8 und 9 durch je nur einen Lastthyristor in Serie mit einer und zwischen der Drehstrombrücke DB2 und den Sperrdrossel kurzschließbar sind, und daß jede Gleich- Anzapfungen B₁, B₂, B₃ sind Trennschalter 10, 11 richter-Drehstrombrücke über ein weiteres Dioden- und 12 geschaltet. Die Drehstrombrücke DBl besitzt paar mit der Ableitung verbunden ist. An Stelle des die Dioden 13, 14, 15, 16, 17, 18 und die Drehstrom-Lastthyristors kann auch eine leistungsmäßig durch 45 brücke DBl die Dioden 19, 20, 21, 22, 23, 24. Außer-Reihen- und/oder Parallelschaltung erweiterte Last- dem ist ein weiteres Diodenpaar 25, 26 in der Drehthyristorgruppe gesetzt werden. strombrücke DBl und ein Diodenpaar 27, 28 in

Eine vorteilhafte Ausführung der Schaltanordnung der Drehstrombrücke DBl vorgesehen, die mit der besteht darin, daß nur ein Löschstromkreis für beide Ableitung F verbunden sind. An dem jeweiligen Gleich-Lastthyristoren vorgesehen ist, der mittels einem 50 Stromausgang der Gleichrichter-Drehstrombrücken zweipoligen Umschalter an diejenige Drehstrombrücke DBl und DBl ist ein Lastthyristor 29 bzw. 30 in schaltbar ist, welche den Laststrom von den ab- Serie mit einer Sperrdrossel 31 bzw. 32 geschaltet, schaltenden Dauerkontakten übernimmt. Eine weitere Parallel zur Sperrdrossel 31 bzw. 32 liegt eine Diode 33 vorteilhafte Ausführung der Schaltanordnung kann bzw. 34. Parallel zu jedem Lastthyristor 29, 30 liegt auch darin bestehen, daß nur ein an eine Drehstrom- 55 nach dem Ausführungsbeispiel F i g. 1 ein Löschbrücke fest angeschlossener Löschstromkreis vor- Stromkreis, der aus der Serienschaltung eines vorgesehen ist, wobei diese Drehstrombrücke mit dem geschalteten Löschondensators 35 bzw. 36 einer Löschstromkreis über stromlos schaltende Um- Drosselspule 37 bzw. 38 und eines Hilfsthyristors 39 schalter dem jeweils laststromführenden Dauerkontakt bzw. 40 besteht.

parallel geschaltet wird. Hierbei ist es zweckmäßig, 60 Bei der Schaltung F i g. 2 ist nur ein Löschstromdaß die zweite Drehstrombrücke ohne Löschstrom- kreis 35, 37, 39 vorgesehen, der über einen zweikreis an Stelle des Lastthyristors und der Sperrdrossel poligen Umschalter 41 mit den beweglichen Koneinen prellarmen, mechanischen Schalter besitzt. Der takten 42, 43 den Löschstromkreis einmal an den Löschstromkreis besteht in vorteilhafter Weise aus Lastthyristor 29 der Drehstrombrücke DBl und einder Serienschaltung eines vorgeladenen Löschkonden- 65 mal an den Lastthyristos 30 der Drehstrombrücke sators, einer Drosselspule und mindestens eines DBl schalten kann.

Hilfsthyristors. Durch diese Anordnung zur Last- In Fig. 3 ist nur die DrehstrombrückeDBl

umschaltung nach der Erfindung wird erreicht, daß mit einem Löschstromkreis 35, 37, 39 für den Last-

Claims

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thyristor 29 vorgesehen, während der Lastthyristor 30 Leistungskreis beendet, und es können die Trennder Drehstrombrücke DBl keinen Löschstromkreis schalter 7 bis 12 geöffnet werden,
besitzt. Dafür ist durch den Umschalter 51 die Mög- Analog geht die Umschaltung von B₁, B₁., B₃

lichkeit geschaffen worden, mit Hilfe der beweglichen nach A₁, A₂, A₃ vor sich, bloß wird dann die Zwangs-Kontakte 52, 53, 54, 55, 56, 57 die Drehstrombrücke 5 löschung in der Drehstrombrücke DBl durchgeführt. DBl mit dem fest angeschlossenen Löschstromkreis Bei dem Ausführungsbeispiel in F i g. 2 ist die gleiche

35, 37, 39 jeweils den laststromführenden Dauer- Schaltanordnung mit gleichen Bezugszeichen wie in kontakten parallel zu schalten. F i g. 1 vorgesehen. Abweichend hiervon ist nur ein

In F i g. 4 ist an die Drehstrombrücke DBl ein einziger Löschstromkreis 35, 37, 39 vorgesehen, der prellarmer mechanischer Schalter 58 an Stelle des io mittels eines zweipoligen Umschalters 41 an jene Dreh-Lastthyristors 30 und der Sperrdrossel 32 (s. F i g. 3) strombrücke, in vorliegendem Fall DBl, geschaltet angeschlossen. wird, welche den Laststrom von den abschaltenden

An Hand eines Umschaltvorganges soll der Gegen- Dauerkontakten 1, 2, 3 übernehmen muß. Dies gilt stand der vorliegenden Erfindung näher erläutert für eine Lastumschaltung von den Anzapfungen A₁, werden. Die Umschaltung erfolgt von den An- 15 A₂, A₃ auf die Anzapfungen B₁, B₂, B₃. Wird eine zapfungen A₁, A₂, A₃ auf die Anzapfungen B₁, B₂, B₃ Umschaltung von den Anzapfungen B₁, B₂, B₃ auf der Stufenwicklungen des Regeltransformators. die Anzapfungen A₁, A₂, A₃ vorgenommen, so muß

In der Schaltung F i g. 1 sind die Dauerkontakte 1, der Umschalter 41 durch Bewegen der Kontakte 42 2, 3 vorerst geschlossen und führen Laststrom. Zur und 43 nach oben umgeschaltet werden, so daß der Einleitung der Umschaltung werden die Trennschalter? 20 Löschstromkreis 35, 37, 39 nunmehr parallel zu dem bis 12 geschlossen, und der Lastthyristor 29, welcher an Lastthyristor 30 geschaltet ist. Die Umschaltung des die Gleichspannungsseite der Drehstrombrücke DBl Umschalters 41 wird jeweils vor dem Öffnen der Dauerangeschlossen ist, wird gezündet. Hierauf werden die kontakte 1, 2, 3 bzw. 4, 5, 6 vorgenommen.
Dauerkontakte 1,2, 3 geöffnet. Ein Laststrom, welcher Eine weitere Ausführung zur Lastumschaltung ist

von A₁ nach A₂ bzw. von A₁ zum Sternpunkt F fließen 25 aus dem Beispiel F i g. 3 zu ersehen. Hierbei ist ebenwill, muß jetzt über den Trennschalter 7, die Diode 13, falls nur ein Löschstromkreis 35, 37, 39 vorgesehen, den Lastthyristor 29, die Sperrdrossel 31, die Diode 16 der parallel zum Lastthyristor 29 liegt und mit diesem und den Trennschalter 8 nach der Anzapfung A₂ fest an die Drehstrombrücke DBl angeschlossen ist. bzw. von der Sperrdrossel 29 über die Diode 26 Der Lastthyristor 30 der Drehstrombrücke DBl bezum Sternpunkt Y fließen. Entsprechende Wege 30 sitzt keinen Löschstromkreis. Die Drehstrombrücke müssen alle Ströme zwischen den Anzapfungen A₁ —A₃ DBl mit dem Löschstromkreis 35, 37, 39 wird über und den Sternpunkt Y nehmen. einen stromfrei schaltenden Umschalter 51 den jeweils

Nun erfolgt die Zündung des Thyristros 30 in der Laststrom abgebenden Dauerkontakten 1, 2, 3 Drehstrombrücke DBl; dadurch wird ein dreiphasiger parallel geschaltet, wenn eine Umschaltung von den Stufenkurzschluß zwischen den Anzapfungen A₁-A₃ 35 Anzapfungen A₁, A₂, A₃ auf die Anzapfungen B₁, B₂, B₃ und B₁ —B₃ ermöglicht. Bereits bei Bruchteilen des vorgenommen wird. Bei einer umgekehrten Lastmöglichen Kurzschlußscheitelwertes wird die Steuerung umschaltung von den Anzapfungen JS₁, B₂, B₃ auf die so beeinflußt, daß der Hilfsthyristor 39 in der Dreh- Anzapfungen A₁, A₂, A_s muß vor Öffnen der Dauerstrombrücke DBl zündet. Dadurch kann sich der kontakte der Umschalter 51 umgeschaltet werden. Löschkondensator 35, welcher vorgeladen ist, über 40 Die gleiche Schaltung wie F i g. 3 kann auch verdie Begrenzungsdrossel 37, den Lastthyristor 29 und wendet werden, wenn in der Drehstrombrücke DBl den Hilfsthyristor 39 kurzzeitig entladen. ohne Löschstromkreis der Lastthyristor 30 und die

Sobald der Entladestrom im Lastthyristor 29, der Sperrdrossel 32 durch einen prellarmen mechanischen entgegen dem Laststrom fließt, gleich groß ist wie Schalter 58 ersetzt wird (F i g. 4), wobei dieser prellder Laststrom, d. h._s sobald der resultierende Strom 45 arme Schalter einen kurzen dreiphasigen Stufenkurznull wird, beginnt der Lastthyristor 29 zu sperren, schluß zwischen den Anzapfungen A₁, A₂, A₃ und und es liegt an ihm eine negative Sperrspannung, JS₁, JJ₂, B₃ verursacht, der bereits bei Bruchteilen des deren Höhe unter anderem abhängig ist von der Vor- möglichen Kurzschlußscheitelwertes die Steuerung spannung des Löschkondensators 35. der Thyristoren beeinflußt.

Unter dem Einfluß von Stufenspannung und In- 5° Die Steuerung der Umschalter 41 bis 51 und des duktivität im Stufenkreis will der Laststrom, vermehrt prellarmen mechanischen Schalters 58 kann im Zuge um den Anteil des Kurzschlußstromes, noch kurze der Betätigung der Dauerkontakte 1 bis 6 und der Zeit in derselben Richtung weiterfließen und ladet Trennschalter 7 bis 12 erfolgen. Bei dem Ausf ührungsdabei den Löschkondensator 35 um. Es ist darauf zu beispiel F i g. 3 sind die Trennschalter entbehrlich achten, daß der Löschkondensator 35 so groß ge- 55 und werden durch die beweglichen Umschalterwählt wird, daß die Zeit, während welcher am Last- kontakte 52 bis 57 ersetzt,
thyristor 29 negative Spannung anliegt, größer ist als

die sogenannte Freiwerdezeit der verwendeten Thyri- Patentansprüche:

stören. Damit sich der Löschkondensator 35 bei 1. Anordnung zur Lastumschaltung bei einem

Zündung des Hilfsthyristors 39 nicht über die Dioden- 60 dreiphasigen Stufentransformator durch Zuzweige 13 bis 18 bzw. 25 und 26 entlädt, wird die Sperr- sammenwirken von Thyristoren und ungesteuerten

drossel 31 vorgeschaltet. Die zur Sperrdrossel 31 Dioden, indem während des Umschaltvorganges

parallelliegende Diode 33 dient zur Aufnahme der in die umzuschaltenden Stufen des Stufentrans-

der Drossel gespeicherten Energie. formators kurzzeitig über Lastthyristoren mit

Nachdem die Drehstrombrücke DB1 sicher sperrt, 65 parallelgeschaltetem Löschstromkreis kurzschließwerden die Dauerkontakte 4, 5, 6 geschlossen und die bar sind und im stationären Zustand der Laststrom Zündimpulse vom Thyristor 30 der Drehstrombrücke über Dauerkontakte zu einer gemeinsamen Ab- DBl weggenommen. Damit ist die Umschaltung im leitung geführt ist, dadurch gekenn-

zeichnet, daß die abschaltenden und die zuschaltenden Stufen der drei Phasen des Stufentransformators an je eine Gleichrichter-Drehstrombrücke (DBl und DBT) angeschlossen sind, deren Gleichstromausgänge durch je nur einen Lastthyristor (29 bzw. 30) in Serie mit einer Sperrdrossel (31 bzw. 32) kurzschließbar sind, und daß jede Gleichrichter-Drehstrombrücke über ein weiteres Diodenpaar (25, 26 bzw. 27, 28) mit der Ableitung (Y) verbunden ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Löschstromkreis (35, 37, 39) für beide Lastthyristoren (29, 30) vorgesehen ist, der mittels einem zweipoligen Umschalter (41) an diejenige Drehstrombrücke (z. B. DBl) schaltbar ist, welche den Laststrom von den abschaltenden Dauerkontakten (z. B. 1, 2, 3) übernimmt.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein, an eine Drehstrombrücke (z. B. DBl) fest angeschlossener Löschstromkreis (35, 37, 39) vorgesehen ist, wobei diese Drehstrombrücke mit dem Löschstromkreis über einen stromlos schaltenden Umschalter (51) den jeweils laststromführenden Dauerkontakten (z. B. 1, 2, 3) parallel schaltbar ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Drehstrombrücke (z. B. DB2) ohne Löschstromkreis an Stelle des Lastthyristors (30) und der Sperrdrossel (32) einen prellarmen, mechanischen Schalter (58) besitzt.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Löschstromkreis aus der Serienschaltung eines vorgeladenen Löschkondensators (35 bzw. 36), einer Drosselspule (37 bzw. 38) und mindestens eines Hilfsthyristors (39 bzw. 40) besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen